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    （16分）如图2所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为，导轨平面与水平面夹角，导轨上端跨接一定值电阻，导轨电阻不计,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为、电阻为，重力加速度为，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值，求：

    （1）金属棒开始运动时的加速度大小；

    （2）匀强磁场的磁感应强度大小；

    （3）金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，电阻上产生的电热？

    （1）

    （2）

    （3）


    解析:

    （1）金属棒开始运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律有:

    …………①（2分）解得：（2分）

    （2）设匀强磁场的磁感应强度大小为，则金属棒达到最大速度时产生的电动势:

    …………②（1分）

    回路中产生的感应电流:…………③（1分）

    金属棒所受安培力:…………④（1分）

    cd棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则…………⑤（1分）

    由②③④⑤式解得：…………（1分）

    （3）设电阻上产生的电热为，整个电路产生的电热为，则：

    …………⑥（3分）…………⑦（1分）

    由⑥⑦式解得：…………（1分）

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示，一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上，两导轨间距l=1m，左端之间用R=3Ω的电阻连接，导轨的电阻忽略不计．一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两导轨上，并与两导轨垂直．整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．现用水平向右的拉力F拉导体杆，拉力F与时间t的关系如图乙所示，导体杆恰好做匀加速直线运动．在0～2s内拉力F所做的功为W=
    683
     J，重力加速度g取10m/s2．求：
    （1）导体杆与导轨间的动摩擦因数μ；
    （2）在0～2s内通过电阻R的电量q；
    （3）在0～2s内电阻R上产生的热量Q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α，导轨电阻不计．匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R，另有一条纸带固定金属棒ab上，纸带另一端通过打点计时器（图中未画出），且能正常工作．在两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为T，如图乙所示，试求：

    （1）求磁感应强度为B有多大？
    （2）当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中，整个电路产生的电热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?莆田模拟）如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，左端之间用R=3Ω的电阻连接，轨道的电阻忽略不计．一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两轨道上，并与两轨道垂直．整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移x间的关系如图乙所示．当拉力达到最大时，导体杆恰好开始做匀速运动．当位移x=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离△x后停下，已知在滑行△x的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J．求：
    （1）拉力F作用过程中，通过电阻R上的电量q；
    （2）导体杆运动过程中的最大速度vm；
    （3）拉力F作用过程中，回路中产生的焦耳热Q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图5所示，两足够长的平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd静止在导轨上，与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，ab、cd两棒的质量分别为2m和m。某时刻cd杆突然获得一初速度v0，则在以后的运动中（　）

    A．ab棒做匀加速直线运动、cd棒做匀减速运动，他们的加速度之比为1:2

    B．若某时刻ab棒的速度为v0/4，则cd棒此时的速度为v0/2

    C．最终两棒都将做匀速运动，速度大小都为v0/3

    D．运动过程中总共产生的焦耳热为

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